달의 공전과 자전 : 달의 모양이 달라지는 이유

밤에 달을 보면 어떤 마음이 드시나요? 저는 하루가 즐거웠다면 아름답게 보이고, 너무나 힘든 하루였다면 슬프게 보이더군요. 그 때마다 달의 모양은 천차만별이었죠. 보름달, 초승달, 반달...

그런데 왜 이런 모양의 변화가 일어나는지 생각해보신 적 있나요? 

물론 학교에서 기본적으로 다 가르치는 내용이긴 하지만 정확하게 설명할 수 있는 사람은 드물었던 것 같아요.

지금부터 한 번 알아볼까요?

출처=위키피디아, 네이버 천문학사

 

달의 공전

달은 지구의 주변을 공전하는 천체로서, 지구와 함께 태양 주위를 공전하면서 동시에 지구 주위를 공전하고 있습니다. 이러한 공전은 지구의 중력에 의해 일어나며, 지구의 중력이 달의 질량을 중심으로 작용함으로써 발생합니다.

달의 공전 주기는 약 27.3일이며, 이는 달의 일주기와 같은 기간입니다. 이는 달과 지구 사이의 거리와 속도가 변하는데, 지구와 달의 거리가 멀어지면 달은 지구 주위를 더 느리게 공전하게 되고, 지구와 달의 거리가 가까워지면 달은 지구 주위를 더 빠르게 공전하게 됩니다.

달의 공전 경로는 태양의 중력에도 영향을 받으며, 태양 주위를 공전하는 지구와 함께 달도 태양 주위를 공전하게 됩니다. 이러한 과정에서 지구와 태양의 위치에 따라 달의 공전 경로는 약간씩 찌그러지거나 또는 더욱 늘어지게 됩니다.

달은 지구의 중력에 의해 공전하므로, 달의 공전은 지구의 자전과 동일한 방향으로 일어납니다. 따라서 지구에서는 항상 동일한 면이 보이는 "달의 흰 면"과 그 반대쪽인 "달의 어두운 면"이 있습니다. 이러한 현상을 "달의 결합 자전"이라고 합니다.

 

달의 자전

달은 지구의 중력에 의해 공전하는 동시에, 자체적으로 자전하는 천체입니다. 달의 자전 주기는 약 27.3일로, 달의 공전 주기와 동일합니다. 이는 달이 지구 주위를 공전하면서 지구로부터 일정한 거리를 유지하게 되므로, 지구와 달 사이의 중력이 일정하게 작용하면서 발생하는 것입니다.

달의 자전축은 달의 질량 중심과 달의 흰 면을 잇는 선이며, 지구와 비슷하게 약간 기울어져 있습니다. 이러한 자전축 기울기는 약 1.54도 정도이며, 이것이 달의 자전에 영향을 미치게 됩니다.

달의 자전으로 인해, 달의 표면은 항상 일정한 속도로 돌아가면서 일정한 패턴을 보여줍니다. 지구에서 관측하는 입장에서는, 달의 흰 면과 어두운 면이 번갈아 가며 관측되는데, 이는 "달의 자전" 현상으로 설명됩니다.

달의 자전은 지구와 비교하여 매우 느리게 일어나기 때문에, 달의 표면은 지구의 영향을 거의 받지 않고 변화합니다. 그러나 달의 자전축 기울기로 인해 달의 극지방에서는 긴 밤과 긴 낮이 발생하며, 이는 달의 극지방에서의 온도 변화와 관련이 있습니다.

또한, 달의 자전은 지구의 중력에 영향을 받아 조금씩 변화할 수 있습니다. 이러한 자전 변화는 달의 고도와 속도, 그리고 유체 운동 등에 영향을 미치며, 이는 달의 내부 구조와 지질학적 변화에도 영향을 미칩니다.

 

출처 : (CC) Orion 8 at wikipedia.org

 

<달의 위상 변화>

달의 위상 변화란, 지구에서 바라볼 때 달의 모양이 변하는 현상을 말합니다. 달은 지구 주위를 공전하면서 태양으로부터 비춰지는 빛을 반사하여 지구에서 볼 때 그 모양이 변하게 됩니다.

달의 위상 변화는 보름달부터 새로운 달까지의 과정에서 일어나며, 이는 태양과 달, 그리고 지구의 위치와 관련이 있습니다. 지구가 태양과 달 사이에 위치하게 되면, 태양에서 비춰지는 빛이 지구를 통해 달에 닿아 달의 전면을 비추면서 보름달이 형성됩니다. 반대로, 지구와 달이 태양과 반대편에 위치하게 되면, 달의 뒷면을 비추면서 새로운 달이 형성됩니다.

달의 위상 변화는 이와 같은 과정에서 일어나지만, 지구와 태양, 그리고 달의 상대적 위치에 따라 보름달과 새로운 달 사이에도 다양한 위상이 형성됩니다. 이러한 위상 변화는 29.5일 주기로 반복되며, 보름달에서 새로운 달로 이동하는 과정에서 달이 늘어나는 것처럼 보이는 "워니즈"와, 새로운 달에서 보름달로 이동하는 과정에서 달이 작아지는 것처럼 보이는 "크레센트"가 대표적인 예입니다.

달의 위상 변화는 인류 역사상 많은 문화와 예술 작품에서 중요한 역할을 하였습니다. 이러한 위상 변화는 농경과 날씨 예측에도 영향을 미치며, 현대에서는 천문학 연구와 우주 탐사를 위한 출발점으로 활용되고 있습니다.

꽤 어렵죠? 그래도 원인이 무엇인지 간단하게만이라도 알아두면 좋을 것 같네요!

(지구와 달의 공전과 자전, 각각의 위치)

오늘도 좋은 하루 되세요~!